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沖壓純凈的鈦板料的可鍛模性
機械工程學，臺灣國立大學，臺北10764，羅克克(1964年提出的厘米·克·秒制電導率單位)
2003 年10月20 日標準；2005 年4月12 日接受以修改過的形式；2005 年5月4 日公證
摘要
由于六角close-packed (HCP) 晶體結構, 商業(yè)純凈的鈦(CP 鈦) 在室溫顯示低延展性, 并且要求熱量活化作用增加它的延展性和可模鍛性。在本研究中, 由實驗性方法學習了CP 鈦板料在vanous 溫度的可模鍛性. 拉伸測試第一次進行調(diào)查CP 鈦板料在各種各樣的溫度下的機械行為。形成極限測試，V 彎曲測試,和拉伸試驗測試沖壓CP 鈦板料在各種各樣的溫度下的可模鍛性。實驗性結果表明, 雖然可模鍛性被限制以冷形成，但CP 鈦板料在室溫能形成薄元件。另外, V 彎曲測試表明，在拉拔成型溫度可以減少回彈。試驗結果獲得在本研究中可以幫助設計CP 鈦板料沖壓模。
2005 年Elsevier B.V 版權所有。
關鍵字：純鈦板；可成形性；成型極限；V彎曲；回彈
1. 介紹
由于它的重量和高強度系數(shù)，工業(yè)純凈的鈦(CP 鈦) 是一潛在構件, 并且最近受到電子產(chǎn)業(yè)注意。因為它的競爭力和優(yōu)越表現(xiàn)，CP 鈦的主要分解的過程是壓制形成。在制造工藝的壓制成形之中，沖壓CP 鈦板料是特別重要為生產(chǎn)薄壁結構組分被使用在電子產(chǎn)品, 譬如筆記本蓋子, 移動電話 等。CP 鈦板料由于它六角close-packed (HCP) 結構在室溫通常顯示有限的延展性。雖然可成形性可以在高溫下改善，但是一個制造過程總希望在室溫下進行。但是, CP 鈦多數(shù)研究集中于微結構 [ 1-4 ], 并且關于CP 鈦板料沖壓的可模鍛性文學研究不是很深入。
在本研究中, 使用實驗性方法調(diào)查了CP 鈦板料沖壓的可模鍛性。從實驗獲得的關于CP 鈦板料在各種各樣的溫度范圍從室溫到300攝氏度的機械性能的結果。另外,CP 鈦板料的重要形成的特征, 譬如形成極限, 回彈,和極限拉延比，都要被檢測。
2. 在各種各樣溫度下的機械性能測試
應力應變關系是根本信息為金屬板的可模鍛性的研究。依照以上提到, 在室溫CP 鈦板料的可模鍛性是有限的,可以在拉伸成型溫度改善。為了審查品CP 鈦物產(chǎn)覆蓋在不同的溫度的機械性能，拉伸測試執(zhí)行了在各種各樣的溫度范圍從室溫對300 0C 和在0.1, 0.01, 0.001, 和0.0001/s 之下的不同的張力率, 各自地。拉伸測試標本由JIS 等級1 CP 0.5 毫米制成鈦板料厚度準備了根據(jù)ASTM 標準。標本被削減沿平面剖面與輾壓方向(00), 和在角度450 和900 對輾壓方向。標本裁減毛刺沿導線邊緣。
拉伸測試進行了使用MTS 810 測試機器。因為在高溫測試、熱化熔爐接通MTS810 測試機器。標本在拉伸測試之前先加熱到100, 200, 和300 0C。在測試期間, 溫度標本被保持恒定直到樣品拉伸到故障。
在本研究中, 工程學應力關系第一次從實驗性數(shù)據(jù)獲得，然后是轉換成真實的應力聯(lián)系根據(jù)a一Qo(1 +e) 和 e=ln(1十e), a 和s 是真實的重力和真正的張力、Qo 和a 是工程應力, 和工程應變的張力, 各自地。在室溫下從樣品獲得CP 鈦真實的應力關系，被削減三個不同取向被顯示在圖l 。非均質(zhì)性的行為被觀察在圖1 。它被看見圖1, 00 標本有更高的出產(chǎn)量和a 更大的伸長比標本在其它二個方向, 在伸長上的區(qū)別是更加重大的。并且觀察它, 0度 樣本顯示重大工作硬化的產(chǎn)物在標本之中在三個方向。這個結果一致于那獲得Ishiyama 等[ 5 ] 。在起點階段測試他們發(fā)現(xiàn)了滑動變形發(fā)生在00 個和900 個方向。在進一步變形階段期間, 孿生變形快速地增加在00 方向和生產(chǎn)更高的抵抗反對脫臼滑動, 收效按更大的價值在出產(chǎn)量, 工作硬化, 和伸長。CP 的平均屈服應力和伸長鈦板料在室溫是大約352 MPa 和28%, 各自地。可是那Φ值屈服應力和伸長的值CP 鈦板料在室溫下不是良好的在一深拉處理比擬碳鋼的、他們是可行的因為相對淺的模具產(chǎn)品從那可成形性觀點。
圖2 顯示原物和被扭屈的標本在三個方向。它被注意在圖2, 00 標本進行一致的變形在破裂之前, 當900 標本顯示一次明顯的頸, 和變形 450標本方向在那些其它二個方式之間
為了審查張力率的作用在CP 鈦板料的變形, 拉伸測試并且執(zhí)行在室溫在不同的滑塊速度之下, 造成不同的張力率的0.1, 0.01, 0.001, 和0.0001,各自地。真實的應力關系在各種各樣的張力率為00 標本被顯示在圖3 。重要的微量在應力曲線從張力率0.1 到0.001 是注意在圖3, 和應力曲線變得接近互相之后。同樣觀察在拉伸測試趨向為450 個和900 個樣本。它表明CP 鈦板料穩(wěn)定的應力應變關系可能是在張力率更小比0.001 之下獲得。
CP 鈦的真實的應力聯(lián)系覆蓋在各種各樣的溫度范圍從室溫對300 0C 為標本00 方向被顯示在圖4。測試執(zhí)行在張力率的0.001顯示在圖4。在圖4,上CP 鈦板料在高溫下有更好的可鍛性。測試更低溫度的增量得到應力曲線比例。注意在圖4 依照樣本的伸長不增加從室溫對100 0C被觀測, 相反, 伸長得到更小當樣本被加熱 100 0C 。
Fig. 3. True stress-strain relations at various strain-rates (1/s) for 00 speci
men at room temperature.
但是, 在測試的溫度比100 0C更高時伸長變大。更大的伸長在室溫是相當異常的。但這種現(xiàn)象唯一發(fā)生在00 樣本。45度和90度樣本,當在測試的溫度伸長連續(xù)被增加, 顯示在圖5和圖6上, 各自地。在室溫發(fā)生了更大的伸長在 00 樣本也許歸結于在室溫孿生變形的快速的增量在00 方向, 導致更高的抵抗阻止脫臼滑動, 并且造成更大的伸長。各向異性現(xiàn)象其它索引是塑料張力比率, 即。 r 價值, 被定義作為塑料張力比率在到那的橫向方向在厚度方向在a 單軸的拉伸測試。
窗體頂端
在本研究中, r 價值是樣本在室溫拉伸測試獲得0度, 45度, 和 90度方向。測量r 價值從標本被舒展到20% 是4.2, 2.2, 和2.1 為 00, 450, 和900 個標本, 各自地。從更高的r- 價值表明更好的回火性, 它表示, CP 鈦覆蓋陳列更好的深圖畫質(zhì)量在輾壓方向比其它二個方向。并且CP 鈦各向異性現(xiàn)象板料再被證實了從重大區(qū)別 r 價值。
3. 沖壓CP 鈦板料的可鍛性
除基本的機械性能之外, 審查了CP 鈦板料的沖壓的可模鍛性。在本研究,形成極限測試在室溫, 并且V 彎曲測試和圓杯子圖畫測試在各種各樣溫度執(zhí)行了。測試結果被談論了與CP 相關形成的物產(chǎn)鈦覆蓋在印記過程中。
3.1. 成型極限測試
因為Keeler 和Backofen [ 6 ] 介紹了概念形成極限圖(FLD), 1963 年這是 廣泛被接受的標準為破裂預言以金屬片 形成。確定FLD, 舒展測試是執(zhí)行為不同的寬度薄鋼板樣品使用半球型沖床。標本是第一電化學上銘刻以會是的圓柵格扭屈入橢圓在被舒展以后。
工程學張力測量了沿少校和較小軸橢圓被命名少校和較小張力, 各自地。并且他們主要是測量飛機上的張力。
在本研究中, 長方形標本有同樣長度的100mm, 但以另外寬度排列從10 到100 毫米在10 毫米的增加, 被測試了。相似與拉伸測試, CP 鈦板料被切開了在三個取向對輾壓方向, 即, 00, 450, 和900, 為各標本的大小。在測試期間, 標本夾緊了在周圍被舒展了對失敗在78 毫米半成品沖床。工程學少校和較小張力測量在地點最接近破裂為每個標本被記錄了。少校和較小張力是密謀反對互相以主要張力作為縱坐標, 和曲線適合入張力點被定義了形成的極限曲線。圖顯示這形成極限曲線稱形成的極限圖。FLD 是一個非常有用的標準為發(fā)生的破裂在一個沖壓的過程中。
根據(jù)早先分析, CP 鈦板料能被形成在室溫。為了進一步證實它的可行性, 形成的極限測試執(zhí)行了在室溫度。測試結果看出圖7 顯示形成的極限曲線?？匆娫趫D7, 主要張力在曲線的最低的點, 并且是平面張力變形方式, 是0.34 。比較被冷軋的鋼或不銹鋼, 這數(shù)值更低。但是, 為沖壓薄產(chǎn)品, 圖7顯示形成的極限曲線表明CP 鈦板料在室溫形成的更大的可能性。這有可能在室溫用CP 鈦板料能制造電子材料。
3.2. V 彎曲測試
因為CP 鈦彈性模數(shù)比鋼要低,回彈是重要的彎曲處理。在本研究, V 彎測試執(zhí)行了審查CP 鈦板料在各種各樣溫度回彈形成的物產(chǎn)。V 彎測試結果用圖8顯示 。圖8能看見在下模有一個開頭角度90度。環(huán)烷驅研究那效果的沖頭半徑接通彈性后效，工具以沖壓半徑從0.5 到5.0 毫米, 在0.5 毫米的增加, 準備了。CP 鈦板料的樣本以0.5 毫米的厚度, 長度 60 毫米, 和寬度15 毫米。為增加測試的溫度,標本被附寄了在熱化熔爐。V 彎測試不使用潤滑劑因為摩擦情況有對回彈的無意義作用發(fā)生了在V 彎曲測試。彎曲的測試進行了在室溫, 100, 200, 和3000C, 各自地。在彎曲的測試以后, 彎的標本角度由CMM 測量了, 和回彈角度被計算了 。
Fig. 8. Tooling used in the V-bend tests
圖9 和10 顯示關系在回彈之間并且沖壓半徑在室溫和300 0C, 各自地?？匆陨蟽蓚€圖, 不管溫度變化回彈減少為更小的沖壓半徑。在彎曲時更小的沖壓半徑導致更大的塑料變形,因此要減小回彈的作用。在圖9 和10負值的彈性后效發(fā)生在較小沖頭半徑的時候。這是因為那板料在V 形狀的平直的邊被扭屈入形成弧光在彎曲的過程開始, 和裝載被應用鋪平弧在彎曲處理結果的結尾復合應力分配導致負值的彈性后效 [ 7 ] 。比較兩個圖,觀察, 回彈減少當形成的溫度增加不管沖頭半徑尺寸。它表明那 CP 鈦板料不僅有更好的可鍛性而且體驗較少回彈在形成的高溫。我們知道, 回彈是由彈性模數(shù)和材料的屈服應力影響的。彈性模數(shù)不會隨溫度變化而變化。而且溫度升高CP 鈦板料的屈服應力減少，高溫是形成回彈減退是因為在更低的溫度CP 鈦的屈服應力更低。
Fig. 10. Relations between springback and punch radius at 300 "C for spec-
imens of three directions.
Fig. 11. Punch and die used in circular cup drawing tests.
Fig. 12. Drawn cups at various forming temperatures
3.3盤狀拉深試驗
限制的圖畫比率(LDR), 被定義作為圓直徑的比(Dp) 與沖壓直徑(Dp) 在一張成功的圓盤拉深處理, 是一個普遍的索引使用描述可模鍛性金屬板。LDR 的更大的價值暗示更大的圖畫深度, 即,更好的可鍛性 。在本研究中, 沖壓和沖模被顯示在圖11 使用了圓盤拉深測試。測試執(zhí)行了在室temperatore, 100, 和200 0C, 各自地。在高溫下為了進行拉深測試使用加熱器。為了獲得一個成功的拉深過程。那坯料尺寸和空白座力適當調(diào)節(jié)除去些缺點比如斷裂和皺紋，如果在拉深測試破裂出現(xiàn), 斷開軸心力對更小的價值會被調(diào)整直到破裂被消除到?jīng)]有皺痕發(fā)生。當斷裂力量的調(diào)整沒有消除破裂, 減少斷裂的方法會被嘗試同時避免破裂。拉深試驗采取壓制皺痕，但是, 在LDR 測試, 空白的大小是并且作為參量確定LDR 的價值除對上述調(diào)整的用途之外。從拳打直徑是35 毫米, 空白的直徑被增加在3.5 毫米的增加從70 毫米對最大的可能的直徑為計算價值方便起見 LDR 。MoS2 被使用了作為潤滑劑在所有圓杯子圖畫測試進行在本研究中, 和圖畫速度是0.2 mm/s
。
圖12 顯示拉長的杯子在各種各樣的溫度。
圖12清楚的顯示,當形成溫度增加時拉拔深度增加。表明這個圖形那自動測試設備畫的形狀拉深成形的在多樣的溫度是相當不同的。自動測試設備現(xiàn)象變成重要的在較高的成型溫度。LDR 、畫的深度, 和相關的處理參量的價值被列出在表1 為測試進行在各種各樣的溫度。它被注意在表1, 所有價值增加當形成的溫度增量。但是, 增量 LDR 和圖畫深度不是那么重大的在范圍從室溫對100 0C, 但得到大從100 2000C 。注意在表1一大的斷裂紋是需要的大的坯料尺寸到是成功地從中提取一較高的溫度是。在室溫CP 鈦板料LDR 的價值是2.2, 與可比較的碳鋼, 表明, 沖壓CP 鈦覆蓋在室溫是可行的。
4. 結束語
在本研究中調(diào)查了由做各種各樣的試驗。在各種各樣的溫度CP 鈦板料沖壓的可鍛性的形成。機械性能 CP 鈦板料在各種各樣的溫度第一次被審查了, 并且應力聯(lián)系被獲得從實驗表明, CP 鈦板料有更高的屈服應力和更小的伸長在室溫, 但當板料被加熱到300 0C比例減少由屈服應力的增加決定。它是被注意應力聯(lián)系獲得從拉伸測試在室溫表明CP 鈦板料能被形成入淺組分在室溫, 雖然屈服應力是一少許更高的。形成限制CP 鈦板料的圖被獲得在室溫不是那么高的作為那些被冷軋的鋼, 而是極小值主要張力0.34 并且提供一種最宜的可能性為 CP 鈦板料被形成在室溫。圓形拉深測試顯露, 在室溫CP 鈦板料有 LDR 價值的2.2, 和成功地拉長的以20 毫米的深度證實CP 鈦板料可能被形成入淺組分在室溫。但是, 露出的現(xiàn)象顯示表明, CP 鈦板料負擔重要的 各向異性現(xiàn)象在能并且影響可鍛性的平面圓形拉深。
調(diào)查了在室溫度應力聯(lián)系對張力率的作用。實驗性結果表示, 應力聯(lián)系變得穩(wěn)定當張力率比0.001 小。在V 彎測試, 實驗性結果顯露重要信息回彈可能被減少在被舉起的形成的溫度。彈性后效可以是減少如果使用一較小沖頭半徑 。實驗性結果表明本研究提供根本性形成CP 鈦板料模具設計。
鳴謝
作者會想感謝全國科學中華民國的委員會為財政支持這研究根據(jù)合同第NSC 89-2212-E-002-147,使實驗工作成為可能。
參考文獻
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15
河南機電高等?？茖W校
學生畢業(yè)設計中期檢查表
學生姓名
黎益初
學 號
061304502
指導教師
劉軼
選題情況
課題名稱
端蓋沖壓成形工藝及模具設計
難易程度
偏難
適中
偏易
工作量
較大
合理
較小
符合規(guī)范化的要求
任務書
有
無
開題報告
有
無
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
中
差
學習態(tài)度、出勤情況
好
一般
差
工作進度
快
按計劃進行
慢
中期工作匯報及解答問題情況
優(yōu)
良
中
差
中期成績評定：
所在專業(yè)意見：
負責人：
2009年4月 10 日
端蓋沖壓成形工藝及模具設計
摘要：設計著重介紹了工件的成型工藝，及模具結構設計。通過對工件的工藝分析，確定了工藝方案。并設計了一套正裝復合模具。在設計同時利用參考資料，確定了各工作零件的尺寸。并較多的考慮了模具結構的調(diào)整性、易更換性及模具成本。同時在模具設計內(nèi)容中融匯了沖壓模具的不同加工方法、加工工藝及裝配工藝，對初學沖壓模具模設計者有一定的參考價值。本設計從模具設計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行詳細的闡述，并應用CAD進行各重要零件的設計。
關鍵詞： 復合模。
Lamp screen pressing formed technology and mold design
Abstract: The design introduced emphatically the workpiece takes shape the craft, and mold structural design. Through to the workpiece craft analysis, has determined the craft plan. And has designed set of true things compound molds. Uses the reference during the design, has determined each work components size. And many considerations mold structure adjustment, easy replacement and mold cost. Meanwhile has blended together the ramming mold different processing method in the mold design content, the processing craft and the assembly craft, to begins studies the ramming mold mold designer to have the certain reference value. This design designs from the mold to the spare part processing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration, and carries on each important components using CAD the design.
Key words: the compound mold.
河南機電高等專科學校
畢業(yè)設計（論文）任務書
系 部： 材料工程系
專 業(yè)： 模具設計與制造
學生姓名: 黎益初 學 號: 061304502
設計(論文)題目： 端蓋沖壓成形工藝及模具設計
起 迄 日 期: 2009年 3月 11日~ 5月20日
指 導 教 師: 劉軼
2009年 3 月 11 日
畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書
1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的：
該課題來源于楊占堯老師主編的《Proe野火版2.0》端蓋產(chǎn)品造型與模具設計。
在完成該課題之后，應對沖壓工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練掌握相關設計手冊的使用，能獨立完成一套模具的設計及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運用模具設計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。
2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）：
（1）了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀；
（2）沖壓件的結構工藝分析；
（3）墊片沖裁模設計，并編寫設計說明書一份；
（4）繪制模具總裝圖二張，并畫出所有零件的零件圖；
（5）編制主要零件加工工藝過程卡。
厚度：1mm
材料：08鋼
生產(chǎn)批量：大批量
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
年 月 日
系部意見：
系領導：
年 月 日
河南機電高等?？茖W校
畢業(yè)設計說明書
畢業(yè)設計題目：端蓋沖壓成形工藝及模具設計
系 部： 材料工程系
專 業(yè)： 模具設計與制造
班 級： 模具065
學生姓名： 黎益初
學 號： 061304502
指導教師： 劉軼
2009年5月15日
河南機電高等?？茖W校
畢業(yè)設計(論文)開題報告
學生姓名： 黎益初 學 號： 061304502
專 業(yè)： 模具設計與制造
設計(論文)題目： 端蓋沖壓成形工藝及模具設計
指導教師： 劉軼
2009年 5 月 15 日
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫1500字左右（本科生200字左右）的文獻綜述(包括目前該課題在國內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))：
文 獻 綜 述
一、國內(nèi)模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
1.國內(nèi)模具的現(xiàn)狀
我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產(chǎn)廠點約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進出口之比2004年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達13.2億美元，為凈進口量較大的國家[1]。
在2萬多家生產(chǎn)廠點中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來，?模具行業(yè)結構調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等[2]。
雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。低檔模具過剩，高檔模具供不應求，甚至有的依賴進口，因此，模具企業(yè)必須找準自己的弱點，盡快縮短與國外的差距。
(1)體制不順，基礎薄弱
??? “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術方面。
??? (2)才嚴重不足，科研開發(fā)及技術攻關方面投入太少
??? 模具行業(yè)是技術密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時代進步和技術發(fā)展，能掌握和運用新技術的人才異常短缺，高級模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。由于模具企業(yè)效益欠佳及對科研開發(fā)和技術攻關不夠重視，因而總體來看模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術攻關方面投入太少，民營企業(yè)貸款困難也影響許多企業(yè)的技術改造，致使科技進步不大。
??? (3)藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低
??? 雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。
??? (4)業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差
??? 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。
??? (5)模具材料及模具相關技術落后
模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。
2、國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢
巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:????
(1) 模具日趨大型化；???
? (2)在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術；??
? (3).模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；???
? (4).在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術；?
?? (5).提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；???
(6).發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術；???
(7). 模具的精度將越來越高；?
? (8).模具研磨拋光將自動化、智能化；??
?? (9).研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；??
?(10).開發(fā)新的成形工藝和模具。
二、國外模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
模具是工業(yè)生產(chǎn)關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國外模具總量中,大型、精密、復雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達48億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。
隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多15～20萬美元，有的達到 25～30萬美元。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進度安排等）：
為了能夠使我們在畢業(yè)后的工作過程中能夠獨立分析和解決實際問題，在三年的學習將要結束的時候，學校安排了“畢業(yè)設計”這個實踐環(huán)節(jié)。本設計題目為“墊片沖壓模”。
墊片是最典型的沖裁件，其工作過程很簡單就一個沖孔和一個落料兩道工序，在設計中經(jīng)過分析選用了復合模的工序組合方式，能夠滿足大批量的生產(chǎn)任務；由于工件外形尺寸較大且板料有也厚，采用了倒裝式的復合模，不僅使得模具結構較為簡單，而且還可以直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸料可靠，便于操作。設計過程中根據(jù)模具結構選擇了彈性卸料板，在開模過程中能夠自動將條料推出，提高了生產(chǎn)效率；由于制件的不對稱性，在模具的設計過程中一定要將其壓力中心計算出來，使模具的壓力中心與壓力機的中心線相重合。
畢業(yè)設計是沖壓模設計課程重要的綜合性和實踐性教學環(huán)節(jié)?，F(xiàn)將本設計的進度表安排如下：
（1）查閱相關資料，撰寫開題報告----2周；
（2）模具的工藝計算及設計----4周；
（3）根據(jù)計算結果，繪制裝配圖，并繪制非標準件零件圖----2周；
（4）撰寫畢業(yè)說明書，編制加工工藝卡----1周；
（5）模具的調(diào)試----5天。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
指導教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
2．對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：
指導教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
年 月 日
目 錄
1、緒論……………………………………………………………………………1
1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢………………………………………………1
1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀……………………………………………………………1
1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢………………………………………………………2
1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢………………………………………………2
2、沖壓工件的工藝分析…………………………………………………………5
2.1 零件工藝性…………………………………………………………………5
2.2 工藝方案的確定……………………………………………………………6
3、工藝性計算……………………………………………………………………7
3.1 計算毛坯尺寸………………………………………………………………7
3.2 排樣設計……………………………………………………………………7
3.3 條料寬度、導料板間距離和材料利用率的計算……………………………9
3.4計算凸、凹模刃口尺寸………………………………………………………9
3.41沖孔凸、凹模刃口尺寸的計算………………………………………………9
3.42 落料凸、凹模刃口尺寸的計算…………………………………………… 10 3..43拉深凸、凹模尺寸的計算……………………………………………………11
3.44拉伸凸、凹模的圓角半徑的計算……………………………………………12
3.5沖壓力得計算…………………………………………………………………12
3.51.落料力、沖孔力、卸料力、推件力…………………………………………12
3.52.拉深力…………………………………………………………………………12
3.53.壓邊力…………………………………………………………………………13
3.54.頂件力…………………………………………………………………………14
4、模具工作部分的設計…………………………………………………………15
4.1落料凸、凹模的結構設計……………………………………………………15
4.2沖孔6.5的凸模設計………………………………………………………15
4.3模柄……………………………………………………………………………15
4.4墊板……………………………………………………………………………16
4.5凸模固定板……………………………………………………………………16
4.6凸凹模固定板…………………………………………………………………17
4.7落料凹?！?7
4.8卸料板…………………………………………………………………………18
4.9頂件塊 ………………………………………………………………………19
4.10凸凹?！?0
4.11模具其它部件的選用…………………………………………………………20
4.12選用模架、確定閉合高度及總體尺寸………………………………………21
4.13.沖壓設備的選擇………………………………………………………………22
5、模具的裝配……………………………………………………………………24
5.1模具總裝圖……………………………………………………………………25
結束語………………………………………………………………………………26
致謝 ………………………………………………………………………………28
參考文獻……………………………………………………………………………29
河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書
1、緒論
模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備.先進國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨立的行業(yè).日本工業(yè)界認為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會的動力”.美國工業(yè)界認為:“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”.在德國模具被冠以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱.目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。
1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀
我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產(chǎn)廠點約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進出口之比2004年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達13.2億美元，為凈進口量較大的國家。
在2萬多家生產(chǎn)廠點中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來，?模具行業(yè)結構調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。
雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:
第一，體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術方面。
??? 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是15～20萬美元，有的高達25～30萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。
?? 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。
? 第四，專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。
第五，模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。
1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢
巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:????
1） 模具日趨大型化；???
? 2）在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術；??
? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；???
? 4）在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術；?
?? 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；???
6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術；???
7）模具的精度將越來越高；?
? 8）模具研磨拋光將自動化、智能化；??
?? 9）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；??
?10）開發(fā)新的成形工藝和模具。
1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
模具是工業(yè)生產(chǎn)關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國外模具總量中,大型、精密、復雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達48億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。
隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多15～20萬美元，有的達到 25～30萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達70%以上，而我國才達到45％．
2、沖壓件的工藝分析
零件名稱：端蓋
生產(chǎn)批量：大批量
材料：08鋼
料厚：1mm
零件簡圖：(見下圖)
2.1零件工藝性
此工件為有凸緣的錐形件，且底部帶有圓孔，拉深高度不高，拉深前后厚度不變，工件材料為08鋼，拉深性能比較好，且此工件的形狀滿足拉深工藝要求，可用拉深工序加工。
工件底部上有一直徑d=6.5mm的圓孔，孔邊與筒壁之間的距離為L=10.5mm≧R+0.5t=3.25mm，滿足沖裁尺寸條件要求。
該制件為端蓋，制件形較為簡單。但需要多道工序才能完成。制件形狀為錐形，中心處有圓孔，對精度要求不高.
從制件圖上可以看出，必須先通過落料和沖工藝孔，然后再進行拉深，需要兩套模具，很明顯拉深決定了零件的總體形狀和尺寸，所以在此先主要對拉深工藝進行分析。
2.2工藝方案的確定
因為工件為帶凸緣且底部有圓孔的錐形零件，零件形狀為圓形，所以該工件的生產(chǎn)包括落料、沖孔、拉深、切邊四個基本工序，可以有以下三種工藝方案：
方案一：先落料，其次沖孔，再拉深，最后切邊。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：落料—拉深—沖孔—切邊復合沖壓。采用復合模生產(chǎn)。
方案三：先落料拉深，再沖孔切邊，采用兩套復合模具生產(chǎn)。
對各種方案的分析
方案一模具結構簡單，但需要四道工序四副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該工件大批量生產(chǎn)的要求。
方案二只需一副模具，生產(chǎn)效率較高，能滿足大批量生產(chǎn)要求，但是模具結構比較復雜，模具的生產(chǎn)、裝配和維修困難。
方案三需要兩副模具，雖然比方案二多了一副模具，但由于每套模具只進行兩個工序，且零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造、裝配和維修并不困難，模具采用復合形式，簡化了工序，生產(chǎn)效率比方案一高，能滿足大批量生產(chǎn)的要求，所以經(jīng)綜合考慮，工件采用方案三進行生產(chǎn)。
3、工藝性計算
3.1計算毛坯尺寸
由工件簡圖可得，d= 60 mm,d= (30 - 1)mm = 29mm,由凸緣的相對直徑d/ d = 60mm / 29mm = 2.07,查表4.2得修邊余量 = 1.4mm,因零件底部圓角半徑r與凸緣圓角半徑R相等，即r = R時，有凸緣錐形件的毛胚直徑；
D =
將d = 60 + 2 = (60 + 2×1.4)mm = 62.8mm ,d = 29mm,H = (8 – 1)mm = 7mm,R = 2mm,代入上式中，得毛坯的直徑為
D = 68mm
3.2 排樣設計
設計模具時，首先要設計條料的排樣圖。該零件為圓形件，單向排列時（如圖所示）的排樣方案可以提高材料的利用率，減少廢料。
3.3條料寬度、導料板間距離和材料利用率的計算
查表2.9取得搭邊值為a = 0.8mm，a =1mm。
條料寬度的計算： B=（D+ 2a + C）
B__條料寬度（mm）
D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；
a—側搭邊的最小值；
△—條料寬度的單向（負向）偏差；
C—導料板與最寬條料之間的單面最小間隙；
把D= 68mm，a = 1mm,查表得C = 0.5, △= 0.5mm,代入上式得
B = 68+2+0.5=70.5mm。
材料利用率的計算：
根據(jù)一般的市場供應情況，原材料選用1000mm×2000mm×1mm的冷軋薄鋼板，每塊可切成71.4mm×1000mm規(guī)格條料28條，材料剪切利用率為
1==98.9%
計算沖壓件毛坯的面積：S=×3.14×68=3650mm
一個步距材料利用率通用計算公式
=×100%
式中 S—一個零件的實際面積，mm2;
n—一個步距內(nèi)實際沖裁件數(shù)量；
B—條料寬度，mm;
A—送料步距， mm
把S =3650mm,n = 1,B = 70.5mm,A = D + a = 69mm + 0.8mm = 69.8mm。代入上式得
= 75.4%
導料板間距離的計算：
A = B + C = D+ 2a + 2C
式中 B__條料寬度（mm）
D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；
a—側搭邊的最小值；
C__導料板與最寬條料之間的單面最小間隙；
把B = 70.5mm，C = 0.5, a =1mm, D= 68mm，代入上式得
A = 68mm + 2×1mm + 2×0.5mm = 71mm。
3.4計算凸、凹模刃口尺寸
查表2.4得間隙值Z=0.1mm，Z=0.14mm。
3.41沖孔凸、凹模刃口尺寸的計算
由于沖孔是一個簡單的圓形，因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對簡單，精度容易保證，所以擬采用分別制造法加工。設計時，需在圖紙上分別標注凸模和凹模刃口尺寸及制造工差。
查表2.5得凸、凹模制造公差：
= 0.020mm，= 0.020mm。
校核：Z- Z = 0.04mm，而+ = 0.04mm
滿足Z- Z≥ +的條件。
-工件圖中未標注公差的尺寸，查相關文獻得出其極限偏差：
68、6.5、
查表2.6得：IT11級時磨損系數(shù)x = 0.5
根據(jù)設計原則,沖孔時以凸模為設計基準。設計加工時，以凸模為設計基準，由式2.5和2.6得
d = （d + xΔ）
d = （d + Z）
式中 d、d —沖孔凸凹模尺寸；
—沖孔件的最小基本尺寸；
x—磨損系數(shù)；
Δ—工件制造公差；
Z—最小合理間隙；
δ、δ—凸、凹模的制造公差。
把d = 6.5mm,x = 0. 5, Δ = 0.22, Z=0.1mm, = 0.02mm，= 0.02mm代入上式得
d = （6.5 + 0.5×0.22） = 6.61mm
d = （6.61mm + 0.1） = 6.71mm
3.42落料凸、凹模刃口尺寸的計算
查表2.5得凸、凹模制造公差：= 0.025mm，= 0.035mm。
校核：Z- Z = 0.040mm，而+ = 0.055mm
滿足Z- Z< +的條件。
所以采用配作法加工。
當以凹模為基準是，凹模磨損后，刃口部分尺寸增大，屬于A類尺寸。
查表4.6得IT12級x = 0.5
由式（2.8）得
D= ( D - x)
式中 D—落料凹模尺寸；
D—落料件的基本尺寸；
x—磨損系數(shù)；
Δ—工件制造公差；
δ—凸、凹模的制造公差。
把D = 68mm，x = 0. 5, Δ = 0.46, = 0.035mm代入上式得
D= （68 – 0.5×0.46） = 67.77mm
落料凸模得基本尺寸與凹模相同，不必標注公差，但凹模得實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Z=0.1mm。
3.43拉深凸、凹模尺寸的計算
為了保證錐形拉伸件的錐度，所以以凸模為基準進行設計加工，由式4.37和4.38得
d= ( d+0.4)
d= ( d +0.4+Z)
式中： d、 d—凸、凹模的尺寸；
d__零件內(nèi)徑的最小極限尺寸；
Δ—零件的公差；
δ、δ—凸、凹模制造公差；
Z—拉深模雙面間隙。
查表得Δ = 0.22，δ =δ = 0.02mm,因為工件的精度要求并不高，其單面間隙值為
= （1～1.1）t = （1～1.1）× 1
所以取Z = 2mm
代入上式得
d= ( d +0.4) =（30+0.4*0.22）= 30.88mm
d =（30.88+2） = 32.88mm
3.44拉伸凸、凹模的圓角半徑的計算
由于零件尺寸標注在內(nèi)形，因此，凸模的圓角半徑為r凸=2mm，凹模平面轉角的圓角半徑為r凹=經(jīng)計算得：
r凹==2.24mm
3.5沖壓力得計算
3.51.落料力 F = 1.3t
式中 ___材料抗剪強度
D___毛胚直徑
t___材料厚度
查表得08鋼得抗剪強度 = 300MPa。把D =68mm,t = 1mm代入上式得
F= 1.3×3.14×68mm ×300MPa×1mm ≈ 85.4kN。
同樣得沖孔力F=1.3×6.5×3.14×1×300=8.164kN
落料時的卸料力 F = K F
K___卸料力系數(shù)；
F——落料力；
查表得K = 0.05，F(xiàn) =85.4kN，所以代入上式得
F = 0.05×85.4kN ≈ 4.27kN
沖孔時得推件力 F=nK F
取直筒形刃口的凹模形式，由表2.21得，h=6mm，則n=h/t=6個，查表2.7得K=0.05
F=6×0.05×6.164=2.45KN
3.52.拉深力
F = Kdt
式中 K___修正系數(shù)，查表4.6；
d___拉深后工序件中徑；
t___材料厚度；
___材料的抗拉強度；
查表得K = 1.0， = 400MPa，把K = 1.0， = 400MPa，d = 29mm,t = 1mm,代入上式得
F = 1×3.14×29mm×1mm×400Mpa =36.4KN。
3.53.壓邊力:
F = P
式中 D___毛胚直徑（mm）；
d___第一次拉深后工件的直徑（mm）；
r___拉深凹模圓角半徑（mm）；
P___單位壓邊力（Mpa）；
查表得 P = 2.5Mpa， 取r =2.24mm。d = 68mm，d = 30mm。代入上式得
F= ×2.5Mpa ≈ 6.74Kn
3.54.頂件力
F = K F
式中 K___頂件力系數(shù)；
F___拉深力；
查表得 K = 0.06，P = 36.4KN，代入上式得
F = 0.06×36.4KN = 2.18kN。
所以綜上可得，落料拉深模得總沖裁力
F = F+ F+F+ F+F = 85.4kN +36.4 kN +4.27Kn+6.24kN+2.18kN =134.5 kN。
P = P+ P = 8.164kN +2.45kN = 10.614kN。
4、模具工作部分的設計
4.1落料凸、凹模的結構設計
凹模刃口采用直筒形刃口，并查表2.21，取得刃口高度為h=6mm。該凹模的結構簡單，宜采用整體式。
查表2.22，得k=0.3
即凹模高度H=kb=0.368=20.4mm
凹模厚度C=1.5x20.4=30.6mm
凹模外形尺寸的確定：凹模外形直徑d=68+2×30.6=129.2mm
凹模整體尺寸標準化，取為160mm×25mm。
4.2沖孔6.5的凸模設計
凸模固定板的厚度取25mm，凸模長度根據(jù)結構上的需要來確定
L=25+33+2=60mm
4.3模柄
因為模具尺寸不是太大，綜合考慮選用垂直度和同軸度較好的壓入式模柄，根據(jù)JB/T 7646.1選取基本尺寸標準為40mm的模柄，具體如下圖所示：
4.4墊板
因為凸凹模和落料凹模都為圓形，所以采用圓形墊板，由JB/T 7653—1994的規(guī)定，選取規(guī)格為160mm ×8mm的墊板。
4.5凸模固定板
凸模固定板主要用來固定拉深凸模，使其在工作過程中保持穩(wěn)定和精度，所以根據(jù)JB/T 7653—1994選取規(guī)格標準為160mm×25mm的凸凹模固定板，為了使其均勻固定，需要在其上加工三個螺紋孔和三個銷釘孔，又因為拉深加工需要壓邊圈，所以還需要在凸模固定板上加工三個頂桿孔，使壓邊圈起到壓邊作用，另外還要加工固定凸模的階梯孔。
4.6凸凹模固定板
凸凹模固定板是用來固定凸凹模，使其在工作過程中能穩(wěn)定的工作，保持模具的精度，它通過螺釘與上模座進行緊固連接，同時通過銷釘進行定位，以保證安裝位置的精度，另外卸料螺釘通過安裝在固定板的彈簧達到彈性卸料的目的，所以需要在凸凹模固定板上加工三個螺釘孔和兩個銷釘孔，另外還要加工一個固定凸凹模的階梯孔和三個卸料螺釘孔。
4.7落料凹模
落料凹模是模具的主要工作零件，需要較高的強度和精度，所以凹模材料選用Cr12，淬火硬度為：58—62HRC，凹模刃口尺寸為67.77mm，可通過鏜、銑削、磨削等加工方法進行加工制造，安裝時通過螺釘與銷釘和下模座進行連接和定位，所以凹模上要加工螺釘孔和銷釘孔，刃口部分采用階梯孔形式，以方便安裝壓邊圈，如下圖所示：
4.8卸料板
卸料板是模具的主要卸料零件，它與卸料螺釘、彈簧組成彈性卸料裝置，以卸除卡在凸凹模上的條料，使工作快速進行，與凸凹模之間采用間隙配合，卸料板需加工卸料螺釘孔與卸料螺釘進行
4.9頂件塊
在拉深工序中，為保證拉深件的表面質(zhì)量，防止拉深過程中材料的起皺，常采用頂件塊用合適的力使毛坯的變形區(qū)部分被壓在凹模平面上，并使毛坯從頂件塊與凹模平面之間的縫隙中通過，從而制止毛坯的起皺現(xiàn)象。
頂件塊的內(nèi)形與拉深凸模大間隙配合，一般與頂料桿(三根以上)、橡皮等構成彈性卸料系統(tǒng)。
4.10凸凹模
凸凹模是落料的凸模又是拉深的凹模，做為模具的主要成形零部件，其精度和強度都有較高的要求，其外部形狀可以通過車削、鏜削、磨削等加工方法進行加工制造，材料可選用Cr12，淬火硬度為58—62HRC，
4.11模具其它部件的選用
模具其它部件的選用見表2—1
表2—1 模具其它部件的選用
序號
名稱
數(shù)量
材料
規(guī)格/ mm
標準
熱處理
1
銷釘
2
40Cr
φ10×60
2
打桿
1
40
φ11×150
40～45HRC
3
螺釘
3
45
M12×60
4
打料塊
1
40
φ40×40
40～45HRC
5
卸料螺釘
3
40Cr
M12×85
30～35HRC
6
螺釘
3
45
M12×95
7
頂桿
3
T8A
M10×90
40～45HRC
8
銷釘
3
40Cr
φ10×90
9
彈簧
3
20
90×670
10
橡皮
1
4.12選用模架、確定閉合高度及總體尺寸
由于拉深凹模外形尺寸不大，且工件精度要求較高，為了工作過程穩(wěn)定和保證工件精度，選用中間導柱模架。再按其標準選擇具體結構尺寸見表3-1。
表3-1 拉深落料模架規(guī)格選用
名稱
尺寸
材料
熱處理
上模座
160mm×160mm×40mm
HT200
下模座
160mm×160mm×45mm
HT200
導柱
28mm×170mm、32mm×170mm
20
滲碳58～62HRC
導套
28mm×100mm×38mm、32mm×100mm×38mm
20
滲碳58～62HRC
最小閉合高度H= 180mm, 最大閉合高度H = 220mm。
模具的閉合高度 H = 上模座厚 + 墊板厚 + 凸凹模厚 + 凸模厚 + 下模座厚 + 墊板厚 - （料厚 + 工件高度） = 40mm + 8mm + 64mm + 50mm + 45mm + 10mm – (1mm + 8mm) =193mm
因為模具的封閉高度H應該介于壓力機的最大封閉高度Hmax和最小封閉高度Hmin之間，一般?。?
Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm
由此可知，要使工件能順利的加工和從模具上取出，必須要模具有足夠的封閉高度
Hmax≥H+5mm=193mm + 5mm = 198mm
Hmin≤H-10mm=193mm – 10mm = 183mm
因H = 220mm ≥ 198mm, H= 180mm ≤183mm,所以可以選用標準模架。
4.13.沖壓設備的選擇
為了使壓力機能安全工作，取
F≥ （1.6 ～ 1.8）P
所以落料拉深的壓力機
F ≥ （1.6 ～ 1.8）P = 1.7×134.5 kN = 228.64 kN
沖孔壓力機
F ≥ （1.6 ～ 1.8）P = 1.7 × 10.614kN = 18kN。
故落料拉深模選用630kN的開式壓力機。其主要技術參數(shù)如下。
公稱壓力：630kN
滑塊行程：130mm
最大封閉高度：360mm
最大封閉高度調(diào)節(jié)量：80mm
工作臺尺寸：480mm×710mm
工作臺墊板孔尺寸： 250
模柄孔尺寸：50mm×80mm
工作臺墊板厚度：80mm
沖孔模選用150kN的開式壓力機。
5、模具的裝配
總裝時，首先應根據(jù)主要零件的相互依賴關系，以及裝配方便和易于保證裝配精度要求來確定裝配基準件，例如復合模一般以凸凹模作為裝配基準件，級進模以凹模作為裝配基準件；其次，應確定裝配順序，根據(jù)各個零件與裝配基準件的依賴關系和遠近程度確定裝配順序。裝配結束后，要進行試沖，通過試沖發(fā)現(xiàn)問題，并及時調(diào)整和修理直至模具沖出合格零件為止。
1）通讀設計圖樣，了解正裝式復合模的結構特點：本模具的裝配工藝要 點是：同時保證落料和沖孔用凸凹模間隙的均勻；打料機構工作可靠，能及時推出工件。
2）查對各零件已完成裝配前的加工工序，并經(jīng)檢驗合格。
3）裝配模柄：將模柄壓入上模座后，鉆、鉸銷孔，打入止轉銷。
4）裝配凸凹模：按照壓入法操作要求，將凸凹模壓入固定板中，檢查凸凹模相對固定板基準面的垂直度，并刃入凸模，用工藝定位器法檢查配合間隙的均勻性。待凸凹模全部壓入，認定間隙分布均勻后，磨平固定板支撐面和凸凹模刃口面。
5）裝配凸模：將凸模壓入固定板中，按壓入法裝配要領，檢查其相對固定板基準面的垂直度，認定合格后，磨平固定板支撐面和刃口面。
6)裝配下模：將組裝好的凸?！潭ò搴拖聣|板，按照設計要求位置，安裝在下模座上，緊固螺釘，鉆、鉸銷孔，裝入圓柱銷。
7)裝配上模：將組裝好的凸凹?！潭ò搴蜕蠅|板，安裝在上模座上，緊上螺釘，用工藝定位器法控制上下模的配合間隙，使其均勻。認定均勻后，在上模相應部位鉆、鉸銷孔，打入圓銷。
8)安裝凹模：將凹模安裝在下模相應部位，凹模和凸凹模間隙，用墊片法或直接安裝法控制其均勻性。
5.1模具總裝圖
1.下模座 2.墊板 3.凸模固定板 4.落料凹模 5.螺釘 6.導柱 7.導套 8.上模座 9.彈簧 10.卸料螺釘 11.模柄 12.橡皮 13.銷釘 14.螺釘 15.墊板 16.凸凹模固定板 17.推薦塊 18.卸料板 19.凸凹模 20.頂件塊 21.銷釘 22.拉深凸模 23.橡皮 24.托板 25.螺栓 26.螺母 27.頂桿
結束語
畢業(yè)設計作為三年大學學習中極為重要的一部分，是衡量一個學生專業(yè)課水平的重要標志。畢業(yè)設計是我們所學課程的一次系統(tǒng)而深入的綜合性的總復習，是一次理論聯(lián)系實踐的訓練，也是我們步入工作前的一次檢驗。
就我個人而言，通過這次畢業(yè)設計，使我學習到了許多知識，對模具的設計與制造有了極為深刻的認識，是一次由理論向實踐的飛躍，回顧一個多月的設計生活，讓我感慨頗深，主要體會有以下幾點：
1 扎實的基礎課，專業(yè)課是模具設計的基礎
由于以前所學的課程難免有些理解不深，遺忘等，而本次設計又或多或少的用到了這些知識，從而迫使我認真扎實的學習了以前的課程，并加深了對這些課程的理解、真正有一種溫故而知新的感覺，如機械制圖中的各種線型的特點應用，材料力學中的應力校核，熱處理中各種材料與熱處理性能，公差配合與測量技術中公差的正確選用，模具的加工與制造技術。塑料模具的設計與制造步驟，模具材料的正確選用等。
2 理論與實踐相結合的重要性
以前的學習中，基本上是純理論的學習，雖然有金工實習、畢業(yè)實習等實踐的體味，但卻停留在表面上，沒有進行過真正的設計，從而使理論與實踐嚴重脫節(jié)，而現(xiàn)在我們是在經(jīng)歷了金工實習、畢業(yè)實習后的一次真正的練兵。我認真回顧了以前所見所學的塑料模知識，在腦海里反復了思考了塑料模的步驟，然后開始到圖書館查資料作設計。在作設計的過程中，我才真正感覺到眼高手低的含義，同時也“窺一斑而知全豹”，自己的學習中的不足和薄弱環(huán)節(jié)暴露無遺，但是在老師們的幫助下以及自己的努力下，我終于克服了重重困難，使設計得以順利的進行。通過向老師們請教，我了解到設計要面向企業(yè)，面向市場的原則，畢業(yè)設計正是對實踐能力的一次強有力的訓練，是我們獨立工作的前湊，將對我們以后的工作產(chǎn)生深遠的影響。
3 對模具設計中的安全性，經(jīng)濟性加深了認識
在設計工作中，要不斷對安全性進行分析，從操作者的角度進行設計，在設計中，需要考慮到模具的成本問題，經(jīng)濟效益是工業(yè)生產(chǎn)的前提，成本的高直接決定了產(chǎn)品的競爭力，故在設計中盡可能的選用標準件。
4 電腦成為設計中重要的輔助工具
由于工件形狀復雜，在設計中計算塑件的體積出現(xiàn)了很大的難度，后經(jīng)程老師指點迷津，通過Pro/E繪圖和計算才得以解決。另外在繪零件和裝配圖時采用電腦也更方便快捷。采用電腦處理，精度高，方便快捷，在本次設計時，要求機械繪圖，電子文檔文本，從而對AUTOCAD的學習有了很大的進展，對WORD，WPS等各種文字處理工具有了更為熟練的操作，而模具CAD技術已成為該行業(yè)的發(fā)展趨勢，電腦終將成為設計的必備工具，這對提高學生的綜合素質(zhì)著極為重要的現(xiàn)在意義。
5 設計態(tài)度直接決定著設計質(zhì)量
畢業(yè)設計一般時間都足夠，但足夠的時間不一定都能設計出優(yōu)秀的模具。這就除了能力水平的問題外，極為重要的一點便是態(tài)度問題，作為學生必須要態(tài)度謙虛、工作認真、勤學好問、實事求是，才能正確對待設計，才有可能取得設計的圓滿成功。
總之，通過畢業(yè)設計使我對模具的設計與制造有了更深的認識，得到了許多有益的啟示，這對畢業(yè)后的過渡轉變有極重要的影響。在以后的工作中，我將繼續(xù)保持謙虛謹慎的工作作風，揚長避短，多與人交流，提高自己的個人素質(zhì)和技能積累經(jīng)驗，誠實守信，爭取在事業(yè)上更上一層樓，芝麻開花—節(jié)節(jié)高。
致 謝
時光如電，歲月如梭，三年的大學生活即將結束，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學生，做畢業(yè)設計是一件必不可少的事情。
畢業(yè)設計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復雜的工作。
在學校中，我主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設計不但把我以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，也使我在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。
由于本人資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設計中難免要遇到很多難題，在有課程設計的經(jīng)驗及老師的不時指導和同學的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設計日趨完善。畢業(yè)設計雖然很辛苦，但是在設計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨立設計的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗對我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個競爭的社會里有立足之地。
最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導老師劉軼老師在這一段時間給予我無私的幫助和指導，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負你們給予我的知識和對我寄予的厚望！
參 考 文 獻
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